I. Các loại hợp kim magie phổ biến để gia công biến dạng dẻo

Dựa trên các nguyên tố hợp kim chính của chúng, hợp kim magie có thể được phân loại thành các hệ thống sau:

• Dòng Mg–Al (Mg–Al–Zn)

• Dòng Mg–Zn

• Dòng Mg–Mn

• Dòng Mg–Đất hiếm (Mg–RE)

• Dòng Mg–Li

  Các loại hợp kim magie phổ biến được sử dụng để biến dạng dẻo bao gồm:

  AZ31B, AZ40, AZ61, AZ63B, AZ80, M1C, ME20M, ZK60, ZK61, WE43, WE54, VW84M và LA103.
  Vai trò của các nguyên tố hợp kim chính
  Nhôm (Al)

  Nhôm là một trong những nguyên tố hợp kim được sử dụng rộng rãi nhất trong hợp kim magie. Độ hòa tan rắn tối đa của nó trong magie là khoảng 12,7%, tạo thành pha liên kim loại Mg17Al12. Nhôm cải thiện đáng kể độ bền cơ học, khả năng chống ăn mòn, khả năng đúc, độ lỏng, độ dẻo và độ dai. Tuy nhiên, hàm lượng nhôm quá mức làm tăng độ nhạy ăn mòn ứng suất và độ giòn.
   

  Kẽm (Zn)
   

  Kẽm có độ hòa tan rắn tối đa là 6,2% trong magie. Nó tăng cường độ bền cơ học, khả năng chống ăn mòn và độ lỏng, đồng thời cung cấp cả hiệu ứng tăng cường dung dịch rắn và làm cứng kết tủa. Tuy nhiên, hàm lượng Zn trên 1% có thể dẫn đến giòn nóng ở nhiệt độ cao. Kẽm cũng thường được kết hợp với zirconi hoặc các nguyên tố đất hiếm để tạo thành hợp kim magie làm cứng kết tủa có độ bền cao.

  Mangan (Mn)
  Mangan chủ yếu cải thiện khả năng chống ăn mòn của hợp kim magie. Hợp kim Mg–Mn thể hiện hiệu suất chống ăn mòn tuyệt vời. Mn cũng loại bỏ sắt và các tạp chất kim loại nặng khác, ngăn chặn sự hình thành các hợp chất liên kim loại có hại và cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn trong nước biển của hợp kim Mg–Al và Mg–Al–Zn.
  Thiếc (Sn) và Bạc (Ag)
  Việc bổ sung thiếc cải thiện độ dẻo và giảm xu hướng nứt nóng trong quá trình xử lý nhiệt. Bạc có độ hòa tan tối đa là 15,5% trong magie và cung cấp khả năng tăng cường dung dịch rắn trong khi tăng cường phản ứng lão hóa, do đó cải thiện độ bền ở nhiệt độ cao và khả năng chống rão.
  Zirconi (Zr)
  Zirconi là một chất làm mịn hạt mạnh trong hợp kim magie, cải thiện chất lượng đúc và tăng cường khả năng tạo hình trong quá trình biến dạng dẻo.
  Sắt (Fe), Đồng (Cu) và Niken (Ni)
  Sắt là một nguyên tố tạp chất quan trọng làm giảm đáng kể khả năng chống ăn mòn, ngay cả ở mức dấu vết. Hàm lượng đồng trên 0,05% và một lượng nhỏ niken cũng làm giảm nghiêm trọng khả năng chống ăn mòn, mặc dù chúng có thể cải thiện độ bền ở nhiệt độ cao. Đối với các ứng dụng nhạy cảm với ăn mòn

  ứng dụng, hàm lượng niken phải được kiểm soát dưới 0,005%. 3/9

  Liti (Li)

  Liti có độ hòa tan cao trong magie và cung cấp khả năng tăng cường dung dịch rắn trong khi giảm đáng kể mật độ hợp kim. Nó cải thiện độ dẻo nhưng làm giảm độ bền và khả năng chống ăn mòn.
  Canxi (Ca)

  Canxi có độ hòa tan hạn chế trong magie và tạo thành pha Mg2Ca. Việc bổ sung một lượng nhỏ làm giảm quá trình oxy hóa trong quá trình nấu chảy và xử lý nhiệt, tinh chỉnh cấu trúc hạt, cải thiện khả năng chống rão và tăng nhiệt độ bắt lửa.
  Nguyên tố đất hiếm (RE)

  Các nguyên tố đất hiếm khuếch tán chậm trong magie và tạo thành các pha phân tán mịn, ổn định. Hợp kim Mg–RE thể hiện các hiệu ứng tăng cường dung dịch rắn và kết tủa mạnh, dẫn đến cải thiện độ bền ở nhiệt độ phòng, độ bền ở nhiệt độ cao và khả năng chống rão.
  
   

  I. Gia công đùn hợp kim magie

  Đùn là một quá trình tạo hình áp lực trong đó một phôi được nung nóng được ép qua khuôn để có được hình dạng mặt cắt ngang mong muốn. Dựa trên cấu hình máy, máy ép đùn có thể được phân loại là ngang hoặc dọc.
  
  

   

  Máy ép đùn ngang

  Trong máy ép đùn ngang, hướng chuyển động chính song song với mặt đất. Các bộ phận chính bao gồm thùng chứa, khuôn và chày. Sau khi nạp phôi, áp suất được tác dụng thông qua chày, ép hợp kim magie qua khuôn để tạo thành hình dạng yêu cầu.

  Máy ép đùn dọc
  
  

   

  5/9

  Máy ép đùn dọc có các hướng chuyển động và đùn vuông góc với mặt đất. Chúng chiếm ít diện tích sàn hơn nhưng yêu cầu nền móng sâu hơn. Máy ép dọc có những ưu điểm như ít hao mòn, biến dạng nhiệt đồng đều, độ ổn định kích thước tuyệt vời và độ lệch tâm ống tối thiểu, khiến chúng đặc biệt phù hợp để sản xuất ống và hình dạng rỗng.

  Phương pháp đùn

  Dựa trên hướng dòng chảy của vật liệu, các quy trình đùn bao gồm:

  • Đùn trực tiếp (Tiến)

  • Đùn gián tiếp (Lùi)

  • Đùn kết hợp

    Trong quá trình đùn trực tiếp, kim loại chảy theo cùng một hướng với áp suất tác dụng, dẫn đến ma sát đáng kể giữa phôi và thùng chứa. Quá trình này được sử dụng rộng rãi do khả năng thích ứng với thiết bị mạnh mẽ và chất lượng bề mặt ổn định. Nhiệt độ đùn hợp kim magie điển hình dao động từ 300°C đến 450°C.

    Trong quá trình đùn gián tiếp, phôi vẫn đứng yên so với thùng chứa, loại bỏ ma sát và giảm đáng kể lực đùn. Phương pháp này cho phép tỷ lệ đùn cao hơn ở nhiệt độ thấp hơn và cung cấp vi cấu trúc và tính chất cơ học đồng đều, năng suất vật liệu cao hơn và giảm phế liệu.

    III. Hồ sơ và ứng dụng hợp kim magie đùn
    Các sản phẩm hợp kim magie đùn bao gồm các cấu hình đặc và cấu hình rỗng. Các cấu hình rỗng yêu cầu thiết kế khuôn phức tạp với các kênh dòng chảy và buồng hàn để nối lại các dòng kim loại dưới nhiệt độ và áp suất cao.

   

  6/9

  Ngoài các phương pháp đùn thông thường, nghiên cứu đã báo cáo các kỹ thuật tiên tiến như đùn không đối xứng, đùn lùi quay, đùn chu kỳ, đùn thứ cấp và đùn phôi composite. Đùn cũng có thể được kết hợp với các quy trình khác, bao gồm đùn + rèn, đùn + kéo và đùn + cán. Ứng dụng điển hình

  Anode hy sinh

  Anode hy sinh magie đùn hiện là một trong những sản phẩm đùn magie được sử dụng rộng rãi nhất. Các loại hợp kim phổ biến bao gồm AZ31B, M1C và AZ63B, được cung cấp ở dạng thanh tròn và hình chữ nhật.
  Giao thông vận tải đường sắt

  Các sản phẩm đùn hợp kim magie đóng một vai trò quan trọng trong việc giảm trọng lượng xe đường sắt, giảm rung, tiếng ồn và tiêu thụ năng lượng đồng thời tăng khả năng tải trọng. Các cấu hình hợp kim magie có mặt cắt ngang lớn, siêu dài, độ chính xác cao đã được ứng dụng thành công trong các đoàn tàu cao tốc, bao gồm các tấm vách, giá để hành lý, thanh dẫn hướng sàn, dầm và các bộ phận dọc.

  Máy móc dệt may

  
  
   

  7/9

  Các cấu hình hợp kim magie rỗng lớn được sử dụng trong máy dệt kim dọc và giường kim, làm giảm đáng kể quán tính và cải thiện độ ổn định hoạt động trong quá trình vận hành tốc độ cao.

  Hàng không vũ trụ và Quốc phòng
  Trong các ứng dụng hàng không vũ trụ và quân sự, các sản phẩm đùn hợp kim magie tận dụng lợi thế nhẹ và hiệu suất che chắn điện từ của chúng.

  IV. Những thách thức hiện tại trong đùn hợp kim magie 1. Giảm chi phí

  Mặc dù chi phí phôi có thể gần bằng chi phí của nhôm ở quy mô lớn, nhưng hợp kim magie thường yêu cầu tốc độ đùn thấp hơn để tránh nứt, dẫn đến sản xuất cao hơn
  
  

   

  8/9

  chi phí. Việc phát triển các hợp kim magie có thể đùn tốc độ cao là điều cần thiết để giảm chi phí.

  2. Độ bền cao với năng suất cao
  Nhiều cấu hình hợp kim magie hiện tại phù hợp với mức độ bền của hợp kim nhôm 6061 và 6063, với một số đạt được độ bền kéo gần 500 MPa. Tuy nhiên, năng suất và khả năng tạo hình vẫn tụt hậu so với hợp kim nhôm. Nghiên cứu đang diễn ra nhằm phát triển các hợp kim magie có độ bền cao phù hợp với quá trình đùn tốc độ cao, cho phép ứng dụng công nghiệp rộng rãi hơn.

  Về Hỗ trợ Kỹ thuật

  Bài viết này được cung cấp bởi Hilbo Magnesium alloy Material co.,Ltd, một nhà sản xuất và nhà cung cấp toàn cầu các vật liệu hợp kim magie, bao gồm tấm, tấm, ống, thanh và cấu hình đùn hợp kim magie...v.v.
  Nếu bạn có câu hỏi kỹ thuật liên quan đến đùn hợp kim magie, lựa chọn vật liệu hoặc thiết kế ứng dụng, vui lòng liên hệ với nhóm kỹ thuật của chúng tôi:
  Email: scm@hilbo-mg.com